[发明专利]用户接口中的或与其相关的改进以及相关装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用户接口领域，更具体地，涉及包括所谓的电容触控板的触控式用户接口。这种(例如电容)触控板可以是并非作为显示器一部分的专用的用户输入键板，或者可构成显示器，从而他们可检测在显示器(即“触摸屏”)上的用户输入。相关装置(包括用于该设备的触摸传感器模块)和便携式电子设备、和相关方法也在本发明的范围内。 

背景技术

触控板是在膝上型计算机中常用的输入设备，此外还逐渐用在例如便携式数字助理(PDA)的便携式电子设备(包括所谓的移动电话)中。他们用于检测用户输入，并且还可能通过使用用户手指(或者适当的笔/触针)的运动来移动光标。在膝上型的情况下，他们是计算机鼠标的替代物。触控板的大小可变，但是目前很少大于20平方厘米(大约3平方英寸)。 

一般地，触控板通过感测手指(或其他适合的输入设备，例如适当的触针，以使得检测的电容改变)的电容或传感器之间的电容来运行。电容传感器(包括导电元件)沿着触控板的水平和垂直轴布置。根据这些传感器从电容的模式确定手指的位置。在使用铅笔的情况下，由于铅笔尖很小，还因为铅笔不导电，所以电场的效应极微小，因此电容传感器将不会感测到铅笔尖或其他类似工具。 

触控板可用于检测相对运动，从而可使用用户手指的相对运动来引起光标的相对运动。在这种情况下，触摸传感器最常见地检测手指的绝对位置，并使用适当的软件来确定光标的运动。根据触控板的模型以及其后方的驱动程序，你还可通过在触控板上轻点你的手指来点击，并利用轻点然后紧随连续的定点运动来拖拽(“点击-减半”)。 

一些触控板还具有所谓的“热点”(即特定的预定区域)：在触控板上指示除了定点之外的用户意图的位置。例如，在某些触控板上，沿着触控板的右边缘移动你的手指将控制滚动条，并垂直滚动具有焦点的窗口。在触控板的底部移动手指常常在水平方向滚动。 

电容触控板有两个主要的工作方式：所谓的“矩阵方法”和“电容分流法”。 

在“矩阵方法”(即矩阵型触摸传感器)中，在由绝缘体隔开的两个层中按平行线阵列设置一系列导体。在这些层中的导体正交地面向彼此。在导体阵列创建的二维矩阵中的对之间依次施加高频率信号。在节点之间经过的电流与电容成比例。当虚接地(例如手指)位于导电层之间的截面之一上时，一些电场线被分流到这个接地点，导致在该位置的表观电容的改变。这个方法得到美国专利5,305,017。 

“电容分流法”感测在传感器相对侧的发射器和接收器之间的电容改变。发射器产生在2-300kHz振荡的电场。如果接地点(例如手指)位于发射器和接收器之间，则一些电场线被分流，降低了表观电容。 

使用阻抗测量原理运行(即“矩阵方法”)的电容触控板简单而廉价，但是通常只是将接触点平均到质心，而不能够区分两个单独的接触点(即多重触控)。在许多应用中，多重触控特征很有用，例如，按下shift键然后按下另一键。US20050046621A1提供了从平均的触摸屏识别两个点，但是这取决于位置的快速改变，后续将第一位置评估为第一位置，根据测量位置的改变评估第二位置。因此，该文件的教导可认为是评估其他点的“伪方法”，并且不能够例如通过速快移动提供精确的结果。 

利用电容信号检测来测量触摸可存在许多方法。应理解，矩阵方法有时候通过传感器设置和/或传感器设置和测量原理来限定。然而，一般地，存在测量原理以及传感器电极设置有所改变的多种测量方案。这些不同的测量原理和传感器设置围绕电极形成不同的电场，对象(例如手指或触针)与其行干扰。可通过特定的测量设置和相应方法来检测这种干扰的测量。 

由于电场的特性和多个电极的接近性，对象通常影响多个电极检测的信号，特别在检测“多重触控”时可能有问题。在仅使用几个电极，和测量原理对于触摸表面上的所有检测电容求平均的情况下尤其如此。可将这种“平均或遮蔽”的效果与检测对象的质心点相比较。 

平均电容测量设置的良好实例是半导电(例如50欧姆/平方-500k欧姆/平方)触摸表面，其中例如从四个角测量表面上的电容信号。由于使用具有到手指的电容连接的半导电表面，这通常称为阻抗测量。测量原理在US6466036(用于测量板的对地电容的脉冲电路)中有所描述，并且还可应用于具有半导电平面的触摸表面。